JPS6262054A - Feed screw device - Google Patents

Feed screw device

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Publication number
JPS6262054A
JPS6262054A JP19817285A JP19817285A JPS6262054A JP S6262054 A JPS6262054 A JP S6262054A JP 19817285 A JP19817285 A JP 19817285A JP 19817285 A JP19817285 A JP 19817285A JP S6262054 A JPS6262054 A JP S6262054A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
block
thread groove
ring
rotating shaft
rotary shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP19817285A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Sakai
酒井 政彦
Atsusuke Sakaida
敦資 坂井田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP19817285A priority Critical patent/JPS6262054A/en
Publication of JPS6262054A publication Critical patent/JPS6262054A/en
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Abstract

PURPOSE:To accomplish silent operation by rotatably supporting a ring on a block, which faces a lead angles of a thread groove of a rotary shaft and is inscribed in the thread groove, whereby the rotary drive and the rectilinear drive can be converted to each other to be transmitted by rolling contact of the ring. CONSTITUTION:A rotary shaft 1 has two spiral thread grooves 1a formed on the outer periphery thereof. Two rings 2, the inner periphery of which are formed semi-circular in section are respectively rotatably supported on a block 3 formed like a substantially trigonal prism. The respective rings 2 are rotatably supported by ball bearings comprising steel balls 4 disposed on the outer periphery thereof and outer races 5, 6, and the ball bearings are fixed to the block 3 by bolts 7. The block 3 has a through hole 3d permitting the rotary shaft 1 to pierce therethrough formed between support surfaces 3a, 3b supporting the rings 2. Support angles alpha of the support surfaces 3a, 3b are set substantially equal to a lead angle of the thread groove 1a.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、送りねじ装置に関し、例えば回転軸の回転運
動をブロックの直線運動に変換する装置として用いられ
て各種のロボット、工作機械、産業機械等に使用される
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a feed screw device, and is used, for example, as a device for converting rotational motion of a rotating shaft into linear motion of a block, and is used in various robots, machine tools, and industrial applications. Used in machinery, etc.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、送りねじ装置としては、三角ねし、台形ねし、角
ねじ等の形成されたねじ軸とナンドのねじ面を滑らせ動
力を伝達する方法と、第8図に示すボールねし、スパイ
ラル・ボール・スプライン等にある様にねじ軸50とナ
ツト51のねじ溝の間に鋼球52を多数介在させて動力
を伝達する方法がある(例えば、技術雑誌、日経メカニ
カル、1984.12.17「寿命試験が生んだ新型ボ
ールねし整数巻きや滑りのない構造を考案」)。
Conventionally, as a feed screw device, a method of transmitting power by sliding a screw shaft formed with a triangular screw, trapezoid screw, square screw, etc. and a screw surface of a NAND, and a ball screw device or a spiral screw device as shown in Fig. 8 have been proposed. - There is a method of transmitting power by interposing a large number of steel balls 52 between the screw shaft 50 and the thread groove of the nut 51, as in the case of ball splines (for example, technical magazine, Nikkei Mechanical, December 17, 1984). ``Devised a new type of ball-wound integer winding and non-slip structure based on life tests.''

ところが、前者は機械効率が低いということと、滑りに
よる動力伝達のため高速でねじ軸やナツトを回転できな
いという問題が有り、又後者は鋼球が記法形式で組み込
まれていることから、鋼球同士の衝突音による騒音や摩
擦・摩耗が発生したり、特にポールねしにおいては、取
り扱い中の鋼球の脱落、あるいはリード角の限界から高
速送りが不可能であるという、問題点があった。
However, the former has the problem of low mechanical efficiency and the inability to rotate the screw shaft or nut at high speed due to power transmission by sliding, and the latter has steel balls built in in a notation format, so it is difficult to use steel balls. There were problems such as noise, friction, and wear caused by the sound of collisions between steel balls, and, especially in pole screws, steel balls falling off during handling, and high-speed feeding being impossible due to the limit of the lead angle. .

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明は、上記の問題点に鑑みなされるものであって、
その目的は高い機械効率を得るとともに、騒音の発生す
ることのない静粛な、しかも大きなリード角により高速
送りが可能な送りねじ装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and includes:
The purpose is to provide a feed screw device that achieves high mechanical efficiency, is quiet without generating noise, and is capable of high-speed feeding due to a large lead angle.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

しかして、その構成は、螺旋状のねじ溝が外周に形成さ
れた回転軸と、該回転軸のねじ溝のリード角に相対し、
かつ前記回転軸のねじ溝に内接するリングと、該リング
を回転自在に支持するとともに、前記回転軸に対して回
転可能に支持され、もしくは前記回転軸の軸方向に直線
移動可能に支持されるブロックとを具備することを特徴
とする。
Therefore, the configuration includes a rotating shaft with a spiral thread groove formed on the outer periphery, and a lead angle of the thread groove of the rotating shaft,
and a ring inscribed in the thread groove of the rotating shaft, and supporting the ring rotatably and rotatably supported with respect to the rotating shaft or supported so as to be linearly movable in the axial direction of the rotating shaft. It is characterized by comprising a block.

〔作 用〕[For production]

上記構成によると、例えば回転軸が回転駆動された場合
は、ブロックに回転自在に支持されたリングが回転軸の
ねじ溝に沿って回転する作動により、ブロックが回転軸
の軸方向に沿って直線移動いわゆる送り移動する。又ブ
ロックが回転駆動される場合は、リングと回転軸のねじ
溝の作動により、回転軸がその軸方向へ送り移動するこ
とになる。
According to the above configuration, for example, when the rotating shaft is rotationally driven, the ring rotatably supported by the block rotates along the thread groove of the rotating shaft, so that the block is aligned in the axial direction of the rotating shaft. Movement: so-called feed movement. Further, when the block is rotationally driven, the rotation shaft is moved in the axial direction by the operation of the ring and the thread groove of the rotation shaft.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の一実施例を第1図、第2図に基づいて説
明する。第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2
図は第1図におけるA−A線を含みリングでの回転軸と
平行な面に沿う部分断面図である。
Next, one embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a partial sectional view taken along a plane parallel to the rotational axis of the ring, including line A--A in FIG. 1.

図中符号1は外周に螺旋状のねじ溝1aが2条形成され
た回転軸であって、このねじ溝1aはね゛じ溝1aに対
する直角の断面において半円状の溝である。
Reference numeral 1 in the figure is a rotating shaft having two spiral thread grooves 1a formed on its outer periphery, and the thread grooves 1a are semicircular grooves in a cross section perpendicular to the thread grooves 1a.

このねじ溝1aに係合するようにその内周の断面が凸の
半円状を有する2個のリング2は、2条のねじ1aの各
々の溝に内接するように、ブロック3に支持されている
。リング2は第2図に示す様に、その外周に設けられる
鋼球4及びアウタレース5.6で構成される玉軸受によ
って、回転自在に支持され、ボルト7によってアウタレ
ース5.6はブロック3に固定されている。符号8は、
2個のリング2と回転軸1のねじ?J11aとの寸法関
係を適正に調節するため、ブロック3とアウタレース6
との間に介在するリング状のスペーサである。
Two rings 2, each having a convex semicircular inner periphery cross section so as to engage with the thread groove 1a, are supported by the block 3 so as to be inscribed in each groove of the two threads 1a. ing. As shown in FIG. 2, the ring 2 is rotatably supported by a ball bearing consisting of steel balls 4 and an outer race 5.6 provided on its outer periphery, and the outer race 5.6 is fixed to the block 3 by bolts 7. has been done. The code 8 is
Two rings 2 and the screw on rotating shaft 1? In order to properly adjust the dimensional relationship with J11a, block 3 and outer race 6
It is a ring-shaped spacer interposed between the

リング2を回転自在に支持するブロック3はほぼ三角柱
形状をしており、リング2を支持する支持面3a、3b
の間には、回転軸1が配設されるように底面3Cと平行
な貫通孔3dが形成されている。また回転軸1の軸と直
角な平面及び支持面3a、3bによって形成される支持
角αは、回転軸1のリード角、すなわち回転軸1の円筒
面における螺旋状ねじ溝1aのつる巻きを展開した時に
得られる、回転軸1の軸方向と直角な面に対するねじ溝
1aのつる巻きとのなす角とほぼ等しい角度に設定され
ており、これによづてリング2が回転軸1のねじ溝1a
 に沿ワて円滑に回転可能となるように、ブロック3の
支持面3a、3bに支持されることとなる。
The block 3 that rotatably supports the ring 2 has a substantially triangular prism shape, and has support surfaces 3a and 3b that support the ring 2.
A through hole 3d parallel to the bottom surface 3C is formed between them so that the rotating shaft 1 is disposed therein. Further, the support angle α formed by the plane perpendicular to the axis of the rotating shaft 1 and the supporting surfaces 3a and 3b is the lead angle of the rotating shaft 1, that is, the helical expansion of the helical thread groove 1a on the cylindrical surface of the rotating shaft 1. The ring 2 is set at an angle approximately equal to the angle formed by the spiral of the thread groove 1a with respect to a plane perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 1, which is obtained when the ring 2 is aligned with the thread groove of the rotating shaft 1. 1a
The block 3 is supported by support surfaces 3a and 3b of the block 3 so as to be able to rotate smoothly along the block 3.

尚、上述のリード角は回転軸1の有効径に基づいて考え
たが、リード角は回転軸1の外径、又はねじ溝1aの谷
の部分の内径で考えた場合には多少異なるため、前記支
持角αは有効径で考えたリード角とほぼ等しい、あいは
これらのリード角の最大値と最小値の間にあるのが好ま
しい。
Note that the above lead angle was considered based on the effective diameter of the rotating shaft 1, but the lead angle differs somewhat when considered based on the outer diameter of the rotating shaft 1 or the inner diameter of the valley portion of the thread groove 1a. Preferably, the support angle α is approximately equal to the lead angle in terms of the effective diameter, or is between the maximum and minimum values of these lead angles.

尚、第1図に示す様に2つのリング2の一方は、図中上
方のねじみぞ1aに内接して係合し、他方のリングは図
中下方のねじ溝1aに内接して係合するようにブロック
3の支持面3a、3bに取付けられることによって、リ
ング2から回転軸1に作用する曲げ応力ができるだけ相
殺するように構成されている。しかしながら、回転軸1
に十分な曲げ強度がある場合等は、2つのリング2を共
に第1図中の上方のねじ溝1a、又は下方のねじ溝1a
に内接して係合することも可能であることは言うまでも
ない。ただし、このときブロック3の支持面3bが第1
図に示した支持面3aと平行に、又は支持面3aが第1
図に示した支持面3bと平行になり、そしてブロック3
は上記支持面3 a +3bを2辺とした平行四辺形の
底面を有する四角柱になる。
As shown in Fig. 1, one of the two rings 2 is inscribed and engaged with the thread groove 1a in the upper part of the figure, and the other ring is inscribed and engaged with the thread groove 1a in the lower part of the figure. By being attached to the support surfaces 3a, 3b of the block 3 in this manner, the bending stress acting on the rotating shaft 1 from the ring 2 is canceled out as much as possible. However, the rotation axis 1
If there is sufficient bending strength in
It goes without saying that it is also possible to inscribe and engage with. However, at this time, the support surface 3b of the block 3 is
parallel to the support surface 3a shown in the figure, or the support surface 3a is the first
parallel to the support surface 3b shown in the figure, and the block 3
becomes a quadrangular prism having a parallelogram base with the supporting surfaces 3 a + 3 b as two sides.

次に作動について説明する。Next, the operation will be explained.

上記構成において、回転軸1の一端を駆動モータ等と連
結して回転駆動可能にするとともに、ブロック3を回転
軸1の軸方向に沿って設けられる直線状のガイド上を(
図示せず)摺動自在に、かつ回転は規制されるように設
けて、回転軸1を回転駆動すると、ブロック3に回転自
在に支持されたリング2が回転軸1のねじ溝1aに沿っ
て回転する作動によって、ブロック3は回転する・こと
なくガイドに沿つう直線駆動される、即ち送り駆動され
る。
In the above configuration, one end of the rotating shaft 1 is connected to a drive motor etc. to enable rotational driving, and the block 3 is moved along the linear guide provided along the axial direction of the rotating shaft 1 (
When the rotating shaft 1 is driven to rotate, the ring 2, which is rotatably supported by the block 3, moves along the thread groove 1a of the rotating shaft 1. Due to the rotating action, the block 3 is driven linearly along the guide without rotation, ie it is driven forward.

また、回転軸1を回転しないように規制し、かつ回転軸
1をその軸方向には摺動自在に支持すると共に、ブロッ
ク3を回転駆動すると、リング2と回転軸1のねじ溝1
aの作動により、回転軸1がその軸方向へ送られて直線
駆動される。
Further, when the rotating shaft 1 is restricted from rotating and is supported slidably in the axial direction, and the block 3 is rotationally driven, the ring 2 and the thread groove of the rotating shaft 1
By the operation of a, the rotary shaft 1 is sent in its axial direction and linearly driven.

尚、回転軸1のねじ溝1aとブロック3に回転自在に支
持されたリング2の作動により、上述と逆に回転軸1の
直線駆動をブロック3の回転駆動に、またブロック3の
直線駆動を回転軸1の回転駆動に伝達変換することも可
能であることは言うまでもない。
In addition, by the operation of the thread groove 1a of the rotary shaft 1 and the ring 2 rotatably supported by the block 3, the linear drive of the rotary shaft 1 becomes the rotational drive of the block 3, and the linear drive of the block 3 becomes the rotational drive of the block 3, contrary to the above. Needless to say, it is also possible to transmit and convert the rotational drive of the rotating shaft 1.

スペーサ8は、送りねじ装置の構成部の加工による寸法
差を調整するための部品で、回転軸lのねじ溝1aにリ
ング2を内接させる場合、その使用目的によってはねじ
溝1aとリング2の間に適当な予圧を与えたり、あるい
はクリアランスを与えるが、この時スペーサ8の長さ寸
法の変更だけで予圧やクリアランスの設定を容易に行う
ことが出来る。
The spacer 8 is a part for adjusting the dimensional difference due to machining of the components of the feed screw device, and when the ring 2 is inscribed in the thread groove 1a of the rotating shaft l, depending on the purpose of use, the spacer 8 Appropriate preload or clearance is applied between them, and at this time, the preload and clearance can be easily set by simply changing the length of the spacer 8.

次に上述した送りねじ装置を直角装置ロボットに適用し
た例を第3図〜第5図に基づいて説明する。
Next, an example in which the above-mentioned feed screw device is applied to a right-angle device robot will be explained based on FIGS. 3 to 5.

第3図は直角座標ロボットの斜視図、第4図は第3図に
おけるD−D線に沿う断面図、第5図は第3図における
E−E線に沿う断面図である。
3 is a perspective view of the Cartesian coordinate robot, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line D--D in FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line E--E in FIG. 3.

この直角座標ロボットは、X軸に沿って摺動するXスラ
イドフレーム16と、工具21及び工具駆動用モータ2
2を装着してY軸に沿って摺動するYスライドフレーム
17とから構成される。このスライドフレーム16.1
7は、各々上述した送りねじ装置によって直線駆動され
る。
This Cartesian coordinate robot includes an X slide frame 16 that slides along the X axis, a tool 21, and a tool drive motor 2.
2 and a Y slide frame 17 that slides along the Y axis. This slide frame 16.1
7 are each linearly driven by the above-mentioned feed screw device.

ガイドフレーム13の上面には、スライドフレーム16
をフレーム13の長手方向に沿って摺動する摺動面が形
成されており、そのフレーム13の両端部は第4図に示
す様に、ベアリング軸受15が設けられて上述め回転軸
1を回転自在に支持する。Xスライドフレーム16の下
部には、回転軸1と嵌合する上述したブロック3が設け
られている。このブロック3は前述した様に回転軸1の
ねじ溝に内接するリング2を有しており、Xスライドフ
レーム16に固定されている。よってガイドフレームI
3に固定したX軸駆動モータ11が回転すると、カップ
リング12を介してモータ11と連結された回転軸1が
回転し、前述した回転軸1とブロック3の作動によって
ブロック3及びXスライドフレーム16がX軸方向のガ
イドフレーム13に沿って直線駆動される。
A slide frame 16 is provided on the upper surface of the guide frame 13.
A sliding surface is formed that slides along the longitudinal direction of the frame 13, and bearings 15 are provided at both ends of the frame 13, as shown in FIG. Support freely. The above-mentioned block 3 that fits into the rotating shaft 1 is provided at the lower part of the X slide frame 16. As described above, this block 3 has a ring 2 inscribed in the thread groove of the rotating shaft 1, and is fixed to the X slide frame 16. Therefore, guide frame I
When the X-axis drive motor 11 fixed to the X-axis drive motor 11 rotates, the rotary shaft 1 connected to the motor 11 through the coupling 12 rotates, and the aforementioned operation of the rotary shaft 1 and block 3 causes the block 3 and the X slide frame 16 to rotate. is linearly driven along the guide frame 13 in the X-axis direction.

Xスライドフレーム16に固定されたガイドフレーム1
8.ガイドバー19は、Yスライドフレーム17に取り
付けられた軸受によりYスライドフレーム17をY軸方
向に摺動自在に支持する。
Guide frame 1 fixed to X slide frame 16
8. The guide bar 19 supports the Y slide frame 17 slidably in the Y-axis direction by a bearing attached to the Y slide frame 17.

またXスライドフレーム16とガイドフレーム18の一
端には、回転軸1を回転自在に支持するベアリング軸受
15が設けられている。またYスライドフレーム17内
には、ブロック3が前記Xスライドフレーム16に固定
されたのと同様に固定されている。よって、フレーム1
6に固定されたX軸駆動モータ11が回転すると、カッ
プリング12を介してモータ11と連結された回転軸1
が一回転し、前述した様に、回転軸1とブロック3の作
動によってブロック3及びYスライドフレーム18がY
軸方向のガイドバー19に沿って直線駆動する。
Further, a bearing 15 that rotatably supports the rotating shaft 1 is provided at one end of the X slide frame 16 and the guide frame 18. Further, the block 3 is fixed within the Y slide frame 17 in the same manner as the block 3 is fixed to the X slide frame 16. Therefore, frame 1
When the X-axis drive motor 11 fixed to the
The block 3 and the Y slide frame 18 move into the Y position by the operation of the rotating shaft 1 and the block 3 as described above.
It is linearly driven along an axial guide bar 19.

ここでねし溝の形成された回転軸1のリード角を大きく
すると、モータ11の1回転当りのブロック3の直線移
動量が大きくなるので、回転軸1の外径を大きくするこ
となく、しかもモータ11の回転速度を大きくすること
なく、X、Yスライドフレーム16.17を高速で送り
駆動することが可能となる。尚、上述の実施例において
は、ねじ溝1aのリード角を45度以上にすることがで
きた。
If the lead angle of the rotating shaft 1 on which the threaded groove is formed is increased, the amount of linear movement of the block 3 per revolution of the motor 11 will be increased, and this can be done without increasing the outer diameter of the rotating shaft 1. It becomes possible to feed and drive the X and Y slide frames 16 and 17 at high speed without increasing the rotational speed of the motor 11. In the above embodiment, the lead angle of the thread groove 1a could be set to 45 degrees or more.

次に本発明による送りねじ装置をボルト締め回転駆動装
置に応用した例について第6図、第7図に基づいて説明
する。第6図はボルト締め回転駆動装置の斜視図、第7
図はその縦断面図を示す。
Next, an example in which the feed screw device according to the present invention is applied to a bolt tightening rotation drive device will be explained based on FIGS. 6 and 7. Figure 6 is a perspective view of the bolt tightening rotary drive device;
The figure shows its longitudinal cross-section.

ねじ溝1aの形成された回転軸1は出力軸部1bを介し
て、その一端にドライバビット31が装着されるととも
に、シリンダ32及びシリンダカバー33に取り付けら
れた軸受34によって回転自在に支持されている。シリ
ンダ32内には、回転軸1のねじ溝1aと内接するリン
グ2を有するブロック3及びこのブロック73にボルト
46で固定したブロック47がピストンとして摺動自在
に収納されており、このブロック3及びブロック47は
シリンダ32内を2個の圧力室42.43に区画形成す
る。圧力室42.43は各々シリンダカバー33に形成
された油圧ボート44.シリンダ32に形成された油圧
ボート45を介して圧油が供給される。
A driver bit 31 is attached to one end of the rotating shaft 1 formed with a thread groove 1a via an output shaft portion 1b, and is rotatably supported by a bearing 34 attached to a cylinder 32 and a cylinder cover 33. There is. Inside the cylinder 32, a block 3 having a ring 2 inscribed in the thread groove 1a of the rotating shaft 1 and a block 47 fixed to this block 73 with a bolt 46 are slidably housed as a piston. The block 47 partitions the inside of the cylinder 32 into two pressure chambers 42 and 43. The pressure chambers 42, 43 each have a hydraulic boat 44.43 formed in the cylinder cover 33. Pressure oil is supplied via a hydraulic boat 45 formed in the cylinder 32 .

このブロック3及びブロック47の外周面はシ    
゛リンダ32内で摺動可能なように円筒形状している。
The outer peripheral surfaces of this block 3 and block 47 are
It has a cylindrical shape so that it can slide within the cylinder 32.

またブロック3及びブロック47には、一端をシリンダ
カバー33に圧入固定されたガイドピン35が摺動自在
に貫通しており、このガイドピン35によってブロック
3及びブロック47の回転が規制される。
Further, a guide pin 35 whose one end is press-fitted into the cylinder cover 33 is slidably passed through the block 3 and the block 47, and the rotation of the block 3 and the block 47 is regulated by the guide pin 35.

尚、圧力室42.43は、ブロック3及びブロック47
側にあるシール用0リング36、及びガイドピン35の
外周に設けられるOリング37によって隔離されてい。
Note that the pressure chambers 42 and 43 are connected to the block 3 and the block 47.
They are separated by a sealing O-ring 36 on the side and an O-ring 37 provided around the outer periphery of the guide pin 35.

環状シール部材41の内側には、回転軸1のねじ溝1a
に対応した形状で、かつそのねじ溝1aの条数に対応し
た数のシール突部41aが形成されており、ねじ溝1a
を介して圧力室42.43が連通しないようにシールし
ている。尚、符号38.39はシール用0リング、40
はシリンダカバー33と一体に固定されるプレート部材
である。
Inside the annular seal member 41, there is a threaded groove 1a of the rotating shaft 1.
The seal protrusions 41a are formed in a shape corresponding to the thread groove 1a and in a number corresponding to the thread number of the thread groove 1a.
The pressure chambers 42 and 43 are sealed to prevent communication through them. In addition, numerals 38 and 39 are O-rings for sealing, and 40
is a plate member fixed integrally with the cylinder cover 33.

この実施例はリング2及びこれを支える鋼球4、アウタ
レース5.6は1組の場合を示した。この場合、回転軸
1のねじ溝1aは1条でよいことはいうまでもない。
This embodiment shows a case in which the ring 2, the steel balls 4 supporting it, and the outer race 5.6 are one set. In this case, it goes without saying that the rotating shaft 1 may have only one thread groove 1a.

上述のボルト締め回転駆動装置において、油圧ボート4
5から圧油が供給される圧力室43の圧力が上昇すると
、ピストンであるブロック5がシリンダ32内を第7図
に示す矢印方向に油圧を受けて摺動する。この摺動は、
ブロック3のリング2とねしllaの作動によって、回
転軸1、出力部1b及びドライバビット31の矢印方向
の回転駆動に変換されて、図示せぬボルトを回転ねじ締
めする。尚、矢印方向に対して逆転するときは、油圧ボ
ート45から圧油が供給する。
In the bolt tightening rotation drive device described above, the hydraulic boat 4
When the pressure in the pressure chamber 43 to which pressure oil is supplied from the block 5 increases, the block 5, which is a piston, slides within the cylinder 32 in the direction of the arrow shown in FIG. 7 in response to hydraulic pressure. This sliding is
The operation of the ring 2 of the block 3 and the screw lla converts the rotating shaft 1, the output portion 1b, and the driver bit 31 into rotational drive in the direction of the arrow, thereby rotationally tightening a bolt (not shown). Note that when the rotation is reversed in the direction of the arrow, pressure oil is supplied from the hydraulic boat 45.

ここでねし溝1aのリード角を大きくすると、ブロック
5の外径及び油圧が同一であっても、出力部1bから得
られる回転トルクは大きくなることは言うまでもない。
It goes without saying that if the lead angle of the threaded groove 1a is increased, the rotational torque obtained from the output portion 1b will be increased even if the outer diameter of the block 5 and the oil pressure are the same.

従って、本発明の送りねじ装置を適用すると、このリー
ド角を大きくすることができるとともに機械嶋効率が向
上するので、従来の同一の油圧、同一の外径のピストン
を用いても大トルクの、しかも安定した回転駆動力を得
ることができる。
Therefore, when the feed screw device of the present invention is applied, this lead angle can be increased and the machine efficiency is improved, so even if the conventional piston with the same oil pressure and the same outer diameter is used, it can generate large torque. Moreover, stable rotational driving force can be obtained.

尚、上述の実施例において、回転軸1の外周に形成され
るねじ溝1a、及びリング2の内周は半円状であったが
、この形状はV字形状、又は円弧の一部を組合せた形状
、更にはねじ溝1aとリング2が嵌合する他の形状てあ
っても良い。また上述の実施例では、2条のねじ溝1a
と2個のリング2あるいは1条のねじ溝1aと1−個の
リングでの嵌合によって構成されているが、ねじala
の゛条数、リング2の個数は上述以外であっても同様の
効果を有することは言うまでもない。
In the above embodiment, the thread groove 1a formed on the outer periphery of the rotating shaft 1 and the inner periphery of the ring 2 were semicircular, but this shape may be a V-shape or a combination of part of a circular arc. The ring 2 may have a similar shape, or may have another shape in which the thread groove 1a and the ring 2 fit together. Further, in the above embodiment, two thread grooves 1a
It is constructed by fitting two rings 2 or one thread groove 1a and one ring, but the thread ala
It goes without saying that the same effect can be obtained even if the number of threads and the number of rings 2 are other than those mentioned above.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べた様に、本発明による送りねじ装置は回転軸の
外周に形成されたねじ溝と、これに相対したリングを内
接する構造であるから、次の様な効果を有する。
As described above, since the feed screw device according to the present invention has a structure in which a thread groove formed on the outer periphery of the rotating shaft and a ring facing the thread groove are inscribed, it has the following effects.

第1には、本発明の送りねじ装置は、ブロックに回転自
在に支持されるリングの転がり接触によって回転駆動が
直線駆動に、又はその逆に直線駆動が回転駆動に伝達変
換されるため、従来のボールねじでの問題、すなわち第
8図で示す鋼球52同士の衝突やリターンチューブ部5
3での不規則な鋼球52の運動によって発生する騒音が
なくなり、非常に静粛で、かつ機械的効率が高いものと
なる。
First, the feed screw device of the present invention transfers and converts rotational drive into linear drive, or vice versa, by rolling contact of a ring rotatably supported by a block, and vice versa. Problems with ball screws such as collision between steel balls 52 and return tube portion 5 shown in FIG.
Noise generated by the irregular movement of the steel balls 52 at 3 is eliminated, resulting in very quiet operation and high mechanical efficiency.

第2には、従来のボールねしはねじ軸50とナツト51
の間に鋼球52を介在させてねじ軸50がナツト51の
内側でねし溝に係合させる構成であるためナツト51の
内側に形成する雌ねじ51aはその加工上の制約により
リード角を一定以上(約18度)大きくすることが出来
なかったのに対して、本発明は回転軸のねじ溝にリング
を内接させる構成であるため、ねじ溝のリード角を大き
くすることができる。従って、本発明の送りねじ装置を
工作機械等に採用して、リード角を大きくすると、従来
の高速送り用ハイリードボールねしくねじ軸径とリード
が等しいボールねじ)と同一の軸外径、同一回転速度に
おいて比較すると、2倍以上の高速な直線駆動、すなわ
ち高速送り駆動が可能となる。
Secondly, the conventional ball screw has a screw shaft 50 and a nut 51.
Since the screw shaft 50 is configured to engage a threaded groove inside the nut 51 with a steel ball 52 interposed between them, the female thread 51a formed inside the nut 51 has a constant lead angle due to processing constraints. Whereas it was not possible to increase the lead angle by more than 18 degrees (approximately 18 degrees), the present invention has a structure in which a ring is inscribed in the thread groove of the rotating shaft, so the lead angle of the thread groove can be increased. Therefore, when the feed screw device of the present invention is adopted in a machine tool or the like and the lead angle is increased, the shaft outer diameter is the same as that of the conventional high-lead ball screw for high-speed feed (ball screws whose screw shaft diameter and lead are equal). When compared at the same rotational speed, linear drive that is more than twice as fast, ie, high-speed feed drive, is possible.

第3には、本発明の送りねじ装置はブロック内にリング
を回転自在に支持するだけの極めて簡単な構造であるた
め、安価で、かつ耐久性が良く、しかも回転軸のねじ溝
とローラとの間に滑り、摩耗が発生しないので高い送り
精度が得られる等の数々の優れた効果がある。
Thirdly, the feed screw device of the present invention has an extremely simple structure in which the ring is rotatably supported within the block, so it is inexpensive and has good durability. There are many excellent effects such as high feed accuracy as there is no slippage or wear during the process.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の送りねじ装置の一実施例を示す構成図
であって、ブロックを透視した状態で描かれている。第
2図は第1図におけるA−A線を含みリング2の回転軸
と平行な面に沿う部分断面図、第3図は本発明の送りね
じ装置を適用した直角座標ロボットの一例を示す斜視図
、第4図は第3図のD−D線に沿う部分断面図、第5図
は第3図のE−E′!aに沿う断面図、第6図は本発明
の送りねじ装置を適用したボルト締め回転駆動装置の斜
視図、第7図は第6図に示した装置の縦断面図、第8図
は従来のボールねじを示す断面図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the feed screw device of the present invention, and is shown with a block seen through. FIG. 2 is a partial sectional view taken along the plane parallel to the rotational axis of the ring 2, including line A-A in FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view showing an example of a Cartesian coordinate robot to which the feed screw device of the present invention is applied. Figure 4 is a partial sectional view taken along line D-D in Figure 3, and Figure 5 is a partial sectional view taken along line EE' in Figure 3. 6 is a perspective view of a bolt tightening rotary drive device to which the feed screw device of the present invention is applied, FIG. 7 is a vertical sectional view of the device shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a conventional one. It is a sectional view showing a ball screw.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)螺旋状のねじ溝が外周に形成された回転軸と、該
回転軸のねじ溝のリード角に相対し、かつ前記回転軸の
ねじ溝に内接するリングと、該リングを回転自在に支持
するとともに、前記回転軸に対しての回転可能に支持さ
れ、もしくは前記回転軸の軸方向に直線移動可能に支持
されるブロックとを具備することを特徴とする送りねじ
装置。
(1) A rotating shaft with a spiral thread groove formed on its outer periphery, a ring that faces the lead angle of the thread groove of the rotating shaft and is inscribed in the thread groove of the rotating shaft, and a ring that is rotatable. A feed screw device comprising: a block that supports the rotary shaft and is rotatably supported with respect to the rotary shaft, or supported so as to be linearly movable in the axial direction of the rotary shaft.
(2)前記リングを回転自在に支持する前記ブロックの
支持面は、前記回転軸と垂直な平面に対して、前記回転
軸のねじ溝のリード角とほぼ等しい支持角を持つように
設けられている特許請求の範囲第1項記載の送りねじ装
置。
(2) The support surface of the block that rotatably supports the ring is provided to have a support angle approximately equal to the lead angle of the thread groove of the rotation shaft with respect to a plane perpendicular to the rotation shaft. A feed screw device according to claim 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009156415A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Ntn Corp Electric linear actuator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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